新醫(yī)科和大數據背景下基于統(tǒng)計思維培養(yǎng)的醫(yī)學統(tǒng)計學教學改革探討

黃文靜,蒙明慮,郭 蕊,周 敏,鄧樹嵩

(右江民族醫(yī)學院公共衛(wèi)生與管理學院,廣西百色,533000)

一、引言

醫(yī)學統(tǒng)計學是醫(yī)學科學的重要組成部分,是醫(yī)藥衛(wèi)生科學研究的重要理論與方法,課程最終目標是通過數理統(tǒng)計學的方法學習使學生形成統(tǒng)計思維,并運用到未來的科研工作中。傳統(tǒng)的醫(yī)學統(tǒng)計學教學方法重理論、輕實踐,普遍存在教學與實踐缺乏銜接的問題,不符合應用型醫(yī)學人才的培養(yǎng)目標。此外,醫(yī)學統(tǒng)計學知識的掌握是學生進行科研設計、數據收集整理、數據分析的關鍵。對學生畢業(yè)論文的調查分析顯示,采用傳統(tǒng)教學方法授課的班級中,77.06%的學生存在統(tǒng)計設計問題,90.59%的學生存在統(tǒng)計分析方法誤用的情況。[1-2]在新醫(yī)科背景下,醫(yī)學教育由重治療向大健康理念轉化,然而,很多學生不具備基本的統(tǒng)計思維。本研究主要基于醫(yī)學生的統(tǒng)計思維薄弱問題進行教學反思,并針對如何培養(yǎng)醫(yī)學生的統(tǒng)計思維提出教學改革措施,探索新型的醫(yī)學統(tǒng)計學教學方法,提升醫(yī)學生的統(tǒng)計思維,培養(yǎng)適應醫(yī)學發(fā)展的健康中國戰(zhàn)略需求人才。

二、醫(yī)學生統(tǒng)計思維薄弱的原因分析

(一)醫(yī)學思維模式固化

醫(yī)學統(tǒng)計學研究生物個體的變異,揭示潛在事物現象的群體特征規(guī)律,而生物個體的變異存在多樣性和復雜性,形成了錯綜復雜的生物現象。但醫(yī)學生還處于對醫(yī)學現象懷疑和探索的階段,習慣接受明確的個體診斷、治療方法,對于個體差異和群體規(guī)律較難理解。[3]此外,醫(yī)學生缺乏發(fā)現問題、科學研究設計、驗證統(tǒng)計學假設、數據分析的邏輯思維基礎,在學習和接納醫(yī)學知識時存在一套自成體系的思維邏輯方法,例如疾病診斷、臨床表現等有明確的發(fā)病特點,容易形成固有的思維模式。

(二)存在統(tǒng)計學焦慮

醫(yī)學統(tǒng)計學是一門運用數理統(tǒng)計和概率論原理及方法研究數字資料的搜集、整理、分析與推斷的學科,其知識理論性較強。按照以往的教學方法,教師在授課內容上一般以理論介紹為主,以實踐操作教學為輔。教師為了完成教學任務,在教學中指導學生按照理論知識和統(tǒng)計分析操作步驟練習,學生成為被動學習的參與者,容易引發(fā)學生對課程的接納程度低,在學習過程中出現統(tǒng)計學焦慮、恐懼等問題。[4]統(tǒng)計學焦慮影響學生對待統(tǒng)計學的學習態(tài)度和未來的職業(yè)生涯規(guī)劃,少部分存在高焦慮的醫(yī)學生從事科研的動機和能力降低。[5]另外,學生普遍認為醫(yī)學統(tǒng)計學只是數理化統(tǒng)計方法,注重對公式和方法的推理,并不能真正理解醫(yī)學統(tǒng)計學原理并將其運用到實踐中,從而產生畏難心理。

(三)缺乏學習動力

醫(yī)學統(tǒng)計學是預防醫(yī)學專業(yè)學生的重要必修課程之一,醫(yī)學院校重臨床、輕預防的思想仍然存在。臨床醫(yī)學等非預防醫(yī)學專業(yè)的學生注重臨床課程的學習,將主要精力集中在臨床專業(yè)課程的學習上。預防醫(yī)學專業(yè)的學生面對輕預防的現狀,專業(yè)價值感低,學習動力不強,大部分學生不能主動判斷自身學習需要,自我導向學習能力差,缺乏對統(tǒng)計學課程學習的動機和信心。而統(tǒng)計學的理論和邏輯性強,對于學習動力弱的學生而言,學習難度增大。

(四)教學方法有待更新

傳統(tǒng)的教學方法主要以教師為主導,教師在課堂上過度詳細地講授計算步驟、公式推導、方法和原理的內容,習慣于使用正面案例,忽視反面案例,或者選擇的教學案例不能吸引學生興趣。由于沒有注重辨析式和任務驅動互動式教學,學生處于被動學習的處境,以至于大部分學生的思維模式按部就班,沒有形成正向和逆向的推斷思維。雖然目前的教學方法也在創(chuàng)新和突破,問題教學法、案例教學法、大學慕課等形式的教學改革應用在醫(yī)學統(tǒng)計學課程中取得了驗證性成果,但對一些混合式或創(chuàng)新型教學方法的探索研究較少。[6-7]從教學改革的效果上分析,學生在畢業(yè)課題設計、數據整理分析方面仍存在困惑,甚至存在誤用統(tǒng)計分析方法等問題。

三、醫(yī)學生統(tǒng)計思維提升的教學改革思路

我國高等教育體系建立以來,醫(yī)學教育經歷了形成期、充實調整期、多元發(fā)展期、完善發(fā)展期等階段,新醫(yī)科的醫(yī)學教育模式從以強調知識體系完整、課程設置等傳統(tǒng)模式為中心轉變?yōu)橐詮娬{結果為導向,以強調醫(yī)學生為中心的第三、四代醫(yī)學教育改革模式。[8]新醫(yī)科提出了從治療為主到兼具預防、治療、康養(yǎng)的生命健康全周期醫(yī)學的新理念,為目前重臨床、輕預防的現狀提出了解決問題的思路。從預防醫(yī)學角度出發(fā),醫(yī)學專業(yè)學生要兼具治療和預防的思維,更好地為全民健康服務。此外,大數據時代醫(yī)學行業(yè)的發(fā)展既有挑戰(zhàn)又有機遇,如何合理有效利用大數據信息是醫(yī)學專業(yè)人員面臨的新挑戰(zhàn),面對大數據時代對醫(yī)學專業(yè)人員提出的新要求,探索醫(yī)學統(tǒng)計學課程新的教學改革有助于培養(yǎng)具備統(tǒng)計思維的數據分析人才。

(一)提高課程與流行病學專業(yè)知識的融合度

不同醫(yī)學類專業(yè)學生的醫(yī)學統(tǒng)計學課程設置有所差異。例如,臨床醫(yī)學、護理學等非預防醫(yī)學專業(yè)的學生,在學習醫(yī)學統(tǒng)計學課程前并沒有系統(tǒng)地學習過流行病學課程,部分學校預防醫(yī)學專業(yè)的學生在學習過醫(yī)學統(tǒng)計學課程后才學習流行病學課程,因而學生在學習醫(yī)學統(tǒng)計學課程時并沒有掌握流行病學研究設計、研究方法的基礎理論。從提升統(tǒng)計學思維的教學角度出發(fā),醫(yī)學統(tǒng)計學的課程設計要提高其與流行病學專業(yè)知識的融合度,如在課程設置中增加研究設計、研究方法的階段學習,使學生完整地學習研究目的、研究對象來源、研究方法、統(tǒng)計分析等的系統(tǒng)知識,并且真正了解醫(yī)學研究的關鍵和科學研究的重點,使學生在熟悉流行病學研究設計的方法學前提下熟練運用統(tǒng)計分析方法,從而形成科研意識。

(二)增加文獻分析討論與統(tǒng)計分析方法教學

現階段,醫(yī)學統(tǒng)計學的教學內容主要包含理論教學和以SPSS軟件為主的統(tǒng)計分析軟件實踐操作練習。為提升醫(yī)學專業(yè)學生的邏輯思維,在醫(yī)學統(tǒng)計學課程理論教學部分應增加學生閱讀醫(yī)學文獻的研究設計分析討論環(huán)節(jié)。在鍛煉學生實踐能力方面,實踐教學比理論教學更容易培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。[9]新的實踐方式可以調整為具體的科研訓練方式,例如,在醫(yī)學統(tǒng)計學授課內容中增加文獻閱讀與課題研究案例,引導學生自主開展課題的研究設計、數據整理、統(tǒng)計分析等實踐討論。此外,教學內容拓展后可以包含一些高級的統(tǒng)計分析方法,教學重點從方法學原理轉移為辨析統(tǒng)計分析方法和案例分析,引導學生主動思考、發(fā)散思維、敢于質疑。在新醫(yī)科和大數據背景下,醫(yī)學生需要具備敏銳的挖掘、整理、分析數據的能力,統(tǒng)計學的教學內容可適當增加EPIDATA等軟件的數據整理和數據挖掘等方法,以培養(yǎng)學生的學習興趣和提高學生解決問題的能力。

(三)創(chuàng)新使用混合式教學方法

以教師講授為主的傳統(tǒng)教學方法已經不能滿足培養(yǎng)新型醫(yī)學人才的需求,近年來,也有新的教學方法應用于醫(yī)學統(tǒng)計學授課,但成效存在差異性。根據案例教學法、問題教學法、翻轉課堂教學法對比傳統(tǒng)的講授教學法的教學效果影響形成的網狀Meta分析顯示,案例教學法是提高醫(yī)學統(tǒng)計學教學效果的較優(yōu)方法。[10]此外,醫(yī)學統(tǒng)計學是臨床醫(yī)學、基礎醫(yī)學、公共衛(wèi)生學、醫(yī)療衛(wèi)生服務等學科為培養(yǎng)醫(yī)學生的醫(yī)學科研素養(yǎng)和統(tǒng)計分析能力而開設的課程,依賴單一教學方法很難真正提升學生的科研應用能力。因此,在教學方法上教師要突破現有的教學模式,開展混合式教學模式和創(chuàng)新的教學方法,從多角度提升學生的思維,適當利用案例教學法、問題教學法、BOPPPS等辨析式教學模式。首先,教師可以選取典型的科研論文和誤用統(tǒng)計學方法的案例,創(chuàng)造問題情境,增加課堂小組討論,采用辨析式教學方法培養(yǎng)學生的正向和逆向思維。例如,在講解區(qū)間估計和假設檢驗的關系時,可以設置頭腦風暴或課后擴展延伸,如95%可信區(qū)間(95%CI)與假設檢驗p值的結果是否等價,或者兩組均數的95%CI是否重疊與t檢驗的p值是否大于或小于0.05(檢驗水準)之間有什么聯系。一方面,引用文獻研究的結果提出問題,如利用糖尿病患者口腔健康生活質量的多元線性回歸分析,以生活質量評分(Y)對不同病程、文化程度、飲食控制、刷牙情況(X)進行多變量線性回歸處理,比較不同影響因素對生活質量評分的影響作用,依據未標準化還是標準化的β值進行結果分析。另一方面,為加強學生的邏輯推斷能力和崗位勝任能力,教師在日常教學中需要適當結合醫(yī)學實踐案例,貼近學生的實際崗位工作,不斷鍛煉學生的崗位勝任和職業(yè)能力。[11]例如,教師講授制定醫(yī)學參考值范圍的章節(jié)內容時,首先,可以使用臨床實際的血液或尿液白細胞的正常參考值范圍的案例,采用提問式教學,如未處于參考值范圍內臨床檢查指標的患者是否可以判定為異常。其次,教師在理論授課的課堂案例分析中應當減少對公式的推導過程,注重結合SPSS、SAS、R軟件的演示或分析結果來介紹統(tǒng)計分析方法。例如,計量資料的均數比較的t檢驗、方差分析是學生學習統(tǒng)計分析方法的關鍵入門章節(jié),利用SPSS、SAS軟件輔助數據分析增強學生對統(tǒng)計推斷的理解,如軟件分析結果的95%CI是否包含0和差異是否具有統(tǒng)計學意義的關聯,引導學生判斷常見的統(tǒng)計結果錯誤,提高學生解決實際問題的能力。最后,開展辨析式、階段式教學,辨析點的選擇要與醫(yī)學生的臨床工作相結合,采用情景再現的方式融合知識點,構建思維導圖,要強調以學生為中心的理念,打破傳統(tǒng)教學滿堂灌輸的模式,增進教師與學生的互動,組織學生開展小組討論等。[12]教師團隊還需要為學生定期開展科研相關專題講座,引導學生自主開展科研實踐,培養(yǎng)學生的科研意識,引導學生自主實踐或參與課題研究,階段式地進行研究設計和數據分析匯報。逐漸形成線上與線下相結合的教學模式,為突破教師授課的課堂教學局限,延伸教師與學生的深度交流,教師嘗試建立學習交流群或用微信公眾號推廣教學資源的移動教學模式,切實融入課程思政環(huán)節(jié),通過知識傳授使學生不斷理解概念的內涵,使學生自主探索并塑造其價值觀,增強學生的職業(yè)認同,引導學生開展課題研究設計,與學生探究學習多元化的統(tǒng)計分析方法。

(四)開展課程思政

醫(yī)學統(tǒng)計學應用概率論、數理統(tǒng)計的原理和方法,是醫(yī)學科研工作中重要的分析和解決問題的工具。2020年《高等學校課程思政建設指導綱要》要求在全國所有高校、所有學科專業(yè)全面推進課程思政建設工作,開展醫(yī)學統(tǒng)計學的課程思政建設符合國家政策要求,也是教學改革內容的體現,有助于實現培養(yǎng)高素質的公共衛(wèi)生人才的培養(yǎng)目標。[13]將思政元素融入醫(yī)學統(tǒng)計學課堂教學或實踐能力培養(yǎng),結合真實的醫(yī)學事例,加強課程的育人功能,挖掘實現課程教學目標過程中的思政元素,強調醫(yī)學統(tǒng)計學課程的育人作用。[14]如將學科發(fā)展史、學科榜樣力量融入課程思政,對醫(yī)學專業(yè)學生而言,可以激發(fā)家國情懷,提升學習興趣、職業(yè)認同和人文素養(yǎng),樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀,最終全方位地提升教學質量,具體如表1所示。

表1 課程思政元素融入點

(五)多階段性評價與終結性考核相結合

傳統(tǒng)的考核方法以理論考試和實驗操作考核相結合的方式為主,注重學生對公式的應用和對原理的理解,易導致學生形成思維慣性。新醫(yī)科要求高校改革和完善原有的醫(yī)科專業(yè),為了提升學生的統(tǒng)計思維,醫(yī)學統(tǒng)計學的課程考核方式可以逐漸轉換為多階段過程性評價和終結性考核相結合的模式。在多階段過程性評價方面,第一,增加探究式、論文匯報和答辯等評價方式,增加線上、線下隨堂測驗和課后習題測評方式;第二,開展計算機操作實踐作業(yè)考核,對學生的研究設計、研究報告進行考查與評定;第三,采用學生互評小組和教師點評的模式,進行團隊作業(yè)測評,將班級學生分成學習小組,由教師布置開放性或主題式學習任務,如翻轉課堂、小組討論等,小組成員通過互助合作完成學習任務,最終分別由教師和學生點評,對各學習小組的成果進行總成績評定,設定提問與回答問題環(huán)節(jié),引導學生自主學習和思考問題。在終結性考核方面,繼續(xù)推行理論考試和計算機軟件考核并行的方式,考核從以原理、公式運用為主的試卷考試形式轉變?yōu)橐员嫖鍪浇y(tǒng)計分析方法為主的考核形式,增加對學生整理、分析數據庫等的考查。具體如圖1所示。

圖1 課程考核評價體系

(六)加強教學團隊建設

教學團隊建設是提高教育教學水平的重要途徑。為了培養(yǎng)和建成優(yōu)秀的教學團隊,應當促進教師專業(yè)能力發(fā)展,優(yōu)化課程體系建設,定期召開教學研討會,積極培養(yǎng)青年教師,鼓勵和推進青年教師參加各類教學技能比賽,發(fā)揮教學名師的模范帶頭作用,實現教學資源共享。同時,各高校教師之間應加強教學經驗的交流;各高校間建立教學團隊聯盟,建立跨區(qū)域、跨高校的虛擬教研室;推動教師之間協同教研,提升教學質量;組織聯合研究課題項目,促進學科間交叉融合;互相邀請各校名師和專家學者開展講座并交流經驗。[15]

四、結語

掌握和運用醫(yī)學統(tǒng)計學知識是醫(yī)學生進行科研設計、數據收集與整理、數據分析的關鍵。針對醫(yī)學統(tǒng)計學的特點,為解決醫(yī)學生統(tǒng)計思維薄弱的問題,教學改革的重點應從方法學原理講解轉變?yōu)楸嫖鍪浇y(tǒng)計分析方法和案例分析,開展文獻閱讀、研究設計、統(tǒng)計分析的實踐教學,將思政元素融入課堂教學或實踐能力培養(yǎng),通過創(chuàng)新課程教學模式和課程考核方法,組織建設優(yōu)秀的教學團隊,培養(yǎng)學生的統(tǒng)計思維、增強學生的職業(yè)認同感,推進新醫(yī)科建設,培養(yǎng)高素質的復合型醫(yī)學人才。